KR19990027136U - 자동차의 냉각수 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진열을 식혀주기 위한 냉각수의 양 및 흐름이 정상적인가를 검출할 수 있는 자동차의 냉각수 검출장치에 관한 것으로, 전원을 공급하는 전원부(11)와, 보충수 탱크(18) 내부의 일측에 설치되며 보충수의 수위를 검출하는 수위 검출센서(12)와, 냉각수(20)가 흐르는 관의 일측에 설치되며 냉각수(20)가 정상적으로 흐르는지를 검출하는 플로우 센서(13)와, 상기 냉각수(20)의 온도를 검출하는 온도센서(14)와, 상기 수위 검출센서(12)와 플로우 센서(13) 및 온도센서(14)로부터 검출된 신호를 입력으로 하며 상기 검출된 신호에 따라 경고 제어신호 및 온도신호를 출력하는 ECU(15)와, 상기 ECU(15)로부터 출력된 경고 제어신호에 따라 경고수단을 작동시키는 경고수단(16)과, 상기 ECU(15)로부터 출력된 온도 신호에 따라 표시되는 표시부(17)로 이루어지도록 하여 상기 플로우 센서(13)에 의해 냉각수(20)가 정상적으로 흐르는지를 검출하여 이상유무를 계기판에 표시함으로써 엔진을 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차의 냉각수 검출장치(DETECTION APPARATUS OF COOLING WATER FOR A CAR)

본 고안은 자동차의 냉각수 검출장치에 관한 것으로서, 엔진열을 식혀주기 위한 냉각수의 양 및 흐름이 정상적인가를 검출할 수 있는 자동차의 냉각수 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 냉각장치는 작동중 엔진이 과열되지 않도록 적당한 온도를 유지하는 장치를 말하며 혼합기가 실린더에 연소되면서 100 내지 2000℃ 정도의 열이 실린더 벽, 실린더 헤드, 피소톤, 밸브 및 기타 부품에 전달된다. 냉각장치는 부품이 과열되지 않도록 열을 흡수하여 기관의 온도를 일정하게 유지하고 엔진의 손상을 방지하는데 엔진의 작동온도는 실린더 헤드 물 자켓부의 냉각수 온도로 표시하며 75 내지 85℃가 정상운전 온도이다.

기관을 냉각시키는 방식에는 주행중 받는 공기로 냉각시키는 공냉식과 냉각수를 사용하여 엔진 내부를 냉각시키는 수냉식이 있다.

공냉식은 기관을 직접 대기와 접촉시켜 열을 냉각하는 방식이며 냉각수의 누출 및 동결 등의 염려가 없으며 구조가 간단하고 취급이 용이한 장점이 있다.

수냉식은 냉각수를 순환시켜 엔진을 냉각시키는 방법이며 냉각수를 순환시키는 방법에 따라 자연 순환식과 강제 순환식으로 분류한다.

자연순환식은 냉각수를 대류에 의하여 순환하는 방식으로 고성능 엔진에는 부적합하여 사용하지 않는다.

강제 순환식은 물펌프를 이용하여 실린더 블록과 실린더 헤드에 설치된 물재킷 내에 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 방식으로 냉각수의 순환이 빠르고 엔진의 냉각이 완전하므로 냉각효과가 크다.

압력 순환식은 냉각계통 내를 밀봉하여 냉각수가 가열되어 팽창할 때 압력이 냉각수를 가압하여 냉각수의 비등온도가 올라간다. 이때, 냉각수가 비등하지 못하도록 한 형식으로 입력조절은 라디에이터 캡에 있는 밸브로 조절한다. 방열기(라디에이터)를 소형으로 할 수 있으며 기관의 열효율도 좋고 냉각수 보충횟수를 줄일 수 있다 냉각수를 가압하였을 때 냉각이 잘되는 이유는 액체의 비등온도는 액면에 가하는 압력에 따라 변화하며 액체에 따라 차이는 있으나 일반적으로 가압하면 온도는 올라가고 감압하면 온도는 내려간다.

밀봉 압력식은 방열기 캡에서 압력이 조절되나 냉각수가 가열 팽창되었을 때 오버플로우 파이프로 팽창된 냉각수가 유출된다. 라디에이터 캡이 밀봉되어 있으므로 라디에이터의 냉각수가 팽창하면 보조 물탱크로 들어가게 된다. 냉각수가 외부로 방출되지 않기 때문에 장기간 동안 냉각수를 보충하지 않아도 되는 장점이 있다.

냉각장치를 이루고 있는 주요부의 작용을 설명하면 다음과 같다.

물통로는 실린더 블록과 실린더 헤드에 설치된 냉각수 통로로 실린더 벽, 밸브시이트, 밸브가이드, 연소실 등과 접촉되어 연소시에 발생된 고온을 적정온도로 낮추어 정상기능을 할 수 있도록 한다.

물펌프는 냉각수를 순환시키는 기능을 하며 밸트에 의해 강제 구동되어 순환하는 원심력 펌프를 사용한다. 물펌프는 엔진회전수의 1.2 내지 1.6배로 회전하며 효율은 냉각수 온도에 반비례하고 압력에는 비례한다.

벨트는 크랭크축, 발전기, 물펌프, 풀리와 연결 구동하며 내구성 향상을 위해 섬유질과 고무로 짠 이음없는 V형을 사용한다. 상기 벨트는 10㎏의 힘으로 눌러 13 내지 20㎜ 정도의 헐거움이 있어야 하며 너무 느슨하면 발전기와 물펌프의 기능이 저하되며 반대로 팽팽하면 베어링이 손상된다.

냉각팬은 엔진과 라디에이터 사이에 설치되며 라디에이터의 뜨거운 냉각수가 통과할 때 공기를 강제로 빨아들어 라디에이터의 냉각효과를 증대하며 배기다기관의 과열도 방지한다.

방열기는 엔진에서 뜨거워진 냉각수를 방열판에 통과시켜 공기와 접촉하게 함으로써 냉각시킨다. 구비조건으로서는 단위 면적당 방열량이 커야하고, 공기의 흐름저항이 적어야 하고, 냉각수의 흐름저항이 적어야 하고, 가볍고 적으며 견고해야한다.

시라우드는 라디에이터와 팬을 감싸고 있는 판으로 공기의 흐름을 도와 냉각효과를 증대시키고 배기다기관의 과열을 방지한다.

수온조절기(Thermostat)는 엔진 내부의 냉각수 온도 변화에 따라 자동적으로 통로를 개폐하여 냉각수 온도를 알맞게 조절한다. 벨로우즈형과 펠릿형이 있으나 벨로우즈 형식은 휘발성이 크고 팽창력이 작아 지금 현재 사용하지 않는다.

수온계는 실린더 헤드 물자켓 부의 냉각수 온도를 운전석에서 알 수 있도록 한 것으로 75 내지 85℃가 정상온도이다.

도 1은 일반적인 자동차의 냉각장치를 도시한 단면도로서, 엔진의 열을 식혀주기 위한 냉각수(10)와, 엔진을 거쳐 설정온도 이상으로 냉각수(10)의 온도가 상승하면 작동되는 수온조절기(1)와, 상기 수온조절기(1)를 통과한 뜨거워진 냉각수(10)를 식혀주기 위한 라디에이터(9)와, 상기 라디에이터(9)의 열을 빠르게 발산시키기 위한 냉각팬(2)으로 이루어진다. 상기 엔진 내부를 흐르는 냉각수(10)의 적정량 여부를 판단하기 위해서는 엔진룸 후드(도시하지 않음)를 개방하고 보충수 탱크(8)를 시각적으로 관찰하여 냉각수(10)를 관찰하거나 보충수 탱크(8) 내에 냉각수(10)의 레벨을 감지하는 플로팅 센서(도시하지 않음)를 설치하여 상기 냉각수(10)의 수위를 계기판(도시하지 않음)에 표시하여 운전자에게 냉각수 보충을 경고하고 있다.

그러나, 냉각수를 보충하는 보충수 탱크의 수위도 중요하나 냉각수 순환계의 이상 유/무를 검출하는데는 실효성을 걷을 수 없는 문제점이 발생된다. 즉, 물펌프의 고장, 순환계의 폐쇄에 의한 비정상적 상태는 감지할 수 없게 된다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 냉각수가 흐르는 관의 일측에 플로우 센서를 설치함으로써 정상적인 순환이 이루어지는지를 확인할 수 있는 자동차의 냉각수 검출장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 자동차의 냉각장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치를 도시한 블록도.

도 3은 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치를 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 전원부 12 : 수위 검출센서

13 : 플로우 센서 14 : 온도센서

15 : ECU 16 : 경고수단

17 : 표시부 18 : 보충수 탱크

19 : 라디에이터 20 : 냉각수

21 : 수온조절기 22 : 냉각팬

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치는 전원을 공급하는 전원부(11)와, 보충수 탱크(18) 내부의 일측에 설치되며 보충수의 수위를 검출하는 수위 검출센서(12)와, 냉각수(20)가 흐르는 관의 일측에 설치되며 냉각수(20)가 정상적으로 흐르는지를 검출하는 플로우 센서(13)와, 상기 냉각수(20)의 온도를 검출하는 온도센서(14)와, 상기 수위 검출센서(12)와 플로우 센서(13) 및 온도센서(14)로부터 검출된 신호를 입력으로 하며 상기 검출된 신호에 따라 경고 제어신호 및 온도신호를 출력하는 ECU(15)와, 상기 ECU(15)로부터 출력된 경고 제어신호에 따라 경고수단을 작동시키는 경고수단(16)과, 상기 ECU(15)로부터 출력된 온도 신호에 따라 표시되는 표시부(17)로 이루어진다.

이하, 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치를 도시한 블록도로서, 전원을 공급하는 전원부(11)와, 보충수 탱크(18) 내부의 일측에 설치되며 보충수의 수위를 검출하는 수위 검출센서(12)와, 냉각수(20)가 흐르는 관의 일측에 설치되며 냉각수(20)가 정상적으로 흐르는지를 검출하는 플로우 센서(13)와, 상기 냉각수(20)의 온도를 검출하는 온도센서(14)와, 상기 수위 검출센서(12)와 플로우 센서(13) 및 온도센서(14)로부터 검출된 신호를 입력으로 하며 상기 검출된 신호에 따라 경고 제어신호 및 온도신호를 출력하는 ECU(15)와, 상기 ECU(15)로부터 출력된 경고 제어신호에 따라 경고수단을 작동시키는 경고수단(16)과, 상기 ECU(15)로부터 출력된 온도 신호에 따라 표시되는 표시부(17)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 자동차의 냉각수 검출장치의 동작원리를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 자동차의 냉각수 검출장치를 도시한 단면도로서, 엔진이 시동되고, 엔진으로부터 발생된 열에 의해 엔진의 온도는 상승하게 된다. 이때, 수온조절기(21)는 냉각수(20)의 온도를 검출하여 설정된 온도 이상이 되면 작동하여 엔진의 내부에 존재하는 냉각수(20)를 라디에이터(28)로 보낸다. 상기 라디에이터(28)는 냉각수(20)에 의해 온도가 상승하고, 냉각팬(22)에 의해 냉각된다. 냉각수(20)를 보충해주기 위한 보충수가 담겨있는 보충수 탱크(18)는 그 내부에 보충수의 수위를 검출하기 위한 수위검출센서(12)를 설치하고, 상기 수위 검출센서(12)에 의해 검출된 수위신호는 ECU(15)로 보내진다. 그리고, 냉각수(20)의 원활한 순환을 검출하기 위해 냉각수(20)가 흐르는 관의 일측에 설치된 플로우센서(13)는 냉각수(20)의 흐름을 검출하고, 상기 검출된 신호는 ECU(15)에 보내진다. 그리고, 냉각수(20)의 온도를 검출하기 위한 온도센서(14)는 엔진의 내부 일측에 설치되며 상기 온도센서(14)에 의해 검출된 온도신호는 ECU(15)에 보내진다. 상기 ECU(15)는 상기 검출된 신호를 기초로 하여 경고 제어신호 및 온도신호를 출력하는데, 상기 수위 검출센서(12) 및 플로우 센서(13)에 의해 신호가 검출되면 경고수단(16)에 경고 제어신호를 송출하여 경고수단(16)을 작동시킨다. 상기 경고수단(16)은 램프로서 계기판에 설치되어도 되며 경음기로서 인스트루먼트 패널의 일측에 설치되어도 좋다. 그리고, 상기 온도센서(14)에 의해 검출된 냉각수(20)의 온도는 ECU(15)에 보내어지고 상기 ECU(15)는 계기판의 일측에 설치된 표시부에 온도신호를 송출하여 표시할 수 있도록 되어있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 냉각수가 흐르는 관의 일측에 플로우 센서를 설치하고, 상기 플로우 센서에 의해 냉각수가 정상적으로 흐르는지를 검출하여 이상유무를 계기판에 표시함으로써 엔진을 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전원을 공급하는 전원부(11)와,

   보충수 탱크(18) 내부의 일측에 설치되며 보충수의 수위를 검출하는 수위 검출센서(12)와,

   냉각수(20)가 흐르는 관의 일측에 설치되며 냉각수(20)가 정상적으로 흐르는지를 검출하는 플로우 센서(13)와,

   상기 냉각수(20)의 온도를 검출하는 온도센서(14)와,

   상기 수위 검출센서(12)와 플로우 센서(13) 및 온도센서(14)로부터 검출된 신호를 입력으로 하며 상기 검출된 신호에 따라 경고 제어신호 및 온도신호를 출력하는 ECU(15)와,

   상기 ECU(15)로부터 출력된 경고 제어신호에 따라 경고수단을 작동시키는 경고수단(16)과,

   상기 ECU(15)로부터 출력된 온도 신호에 따라 표시되는 표시부(17)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 냉각수 검출장치.